IT202000018733A1 - INTEGRATED MOS TRANSISTOR WITH SELECTIVE DISABLING OF ITS CELLS - Google Patents

INTEGRATED MOS TRANSISTOR WITH SELECTIVE DISABLING OF ITS CELLS Download PDF

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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Settore tecnico Technical field

La presente divulgazione riguarda il settore dei dispositivi integrati. Pi? specificamente, questa divulgazione riguarda transistori MOS. This disclosure pertains to the field of embedded devices. Pi? specifically, this disclosure relates to MOS transistors.

Sfondo Background

Lo sfondo della presente divulgazione ? nel seguito introdotto con la discussione di tecniche relative al suo contesto. Comunque, anche quando questa discussione riguarda documenti, atti, manufatti e simili, essa non suggerisce o riconosce che le tecniche discusse fanno parte dell?arte nota o sono conoscenze generali nel settore rilevante per la presente divulgazione. The background to this disclosure? hereinafter introduced with the discussion of techniques related to its context. However, even when this discussion pertains to documents, records, artifacts, and the like, it does not suggest or acknowledge that the techniques discussed are prior art or general knowledge in the field relevant to this disclosure.

Dispositivi integrati basati su transistori MOS sono comunemente utilizzati in svariate applicazioni. In particolare, i transistori MOS sono tra i componenti pi? comuni in applicazioni di potenza, in cui sono trattate notevoli quantit? di energia elettrica; in questo caso, i transistori MOS sono progettati per funzionare a tensioni e/o correnti relativamente elevate. I transistori MOS (di potenza) hanno generalmente una struttura cellulare. In particolare, ogni transistore MOS replica una stessa struttura su pi? celle. Le celle comprendono corrispondenti regioni di gate e regioni di source (di base) che sono collegate in parallelo, ad esempio, in forma di strisce alternate. La struttura cellulare fornisce un elevato rapporto perimetro/area delle regioni di source. Ci? consente di ottenere un canale relativamente largo (con ci? aumentando la corrente che pu? essere sostenuta) in un?area relativamente piccola di una piastrina (die) su cui ? integrato il transistore MOS (con ci? riducendo la dimensione del corrispondete circuito integrato). Integrated devices based on MOS transistors are commonly used in various applications. In particular, the MOS transistors are among the most? common in power applications, in which they are treated large quantities? electricity; in this case, the MOS transistors are designed to operate at relatively high voltages and/or currents. MOS (power) transistors generally have a cellular structure. In particular, each MOS transistor replicates the same structure on multiple? cells. The cells comprise corresponding gate regions and source (base) regions which are connected in parallel, for example in the form of alternating strips. The cellular structure provides a high perimeter/area ratio of the source regions. There? allows to obtain a relatively wide channel (thereby increasing the current that can be sustained) in a relatively small area of a plate (die) on which ? integrated the MOS transistor (thereby reducing the size of the corresponding integrated circuit).

Le prestazioni dei transistori MOS sono definite da diverse loro caratteristiche. In particolare, una caratteristica molto importante dei transistori MOS ? la loro area operativa sicura (SOA). La SOA di ogni transistore MOS ? definita dalla tensione drain/source Vds e dalla corrente drain/source (Ids) che si prevede il transistore MOS sostenga senza danneggiarsi (con il transistore MOS che non dovrebbe mai essere esposto a condizioni operative al di fuori della sua SOA, anche per un istante). The performance of MOS transistors is defined by several of their characteristics. In particular, a very important characteristic of MOS transistors ? their safe operating area (SOA). The SOA of each MOS transistor ? defined by the drain/source voltage Vds and the drain/source current (Ids) that the MOS transistor is expected to sustain without damage (with the MOS transistor never expected to be exposed to operating conditions outside its SOA, even for an instant ).

Diversi fattori limitano la SOA dei transistori MOS. In particolare, in un diagramma che rappresenta la tensione drain/source Vds e la corrente drain/source Ids in scala logaritmica, la SOA ? delimitata da segmenti di bordo sostanzialmente rettilinei. Questi segmenti di bordo sono definiti (in successione per valori crescenti della tensione drain/source Vds) da una limitazione di resistenza di stato accesso, o di uscita, drain/source RDSon (che impatta il transistore MOS operante nella regione lineare o ohmica in cui la tensione drain/source Vds ? sostanzialmente proporzionale alla corrente drain/source Ids), una limitazione di drain/source Ids (determinata dal suo valore massimo), una limitazione termica (determinata da una massima dissipazione di calore), una limitazione di rottura secondaria (determinata da un?esplosione (runaway) termica che impatta il transistore MOS quando opera in una modalit? lineare in cui la corrente drain/source Ids ? proporzionale a piccole variazioni della sua tensione gate/source Vgs) e una limitazione di tensione drain/source Vds (determinata dal suo valore massimo). Several factors limit the SOA of MOS transistors. In particular, in a diagram representing the drain/source voltage Vds and the drain/source current Ids on a logarithmic scale, the SOA ? bounded by substantially straight edge segments. These edge segments are defined (in succession for increasing values of the drain/source voltage Vds) by an access or output state drain/source resistance limitation RDSon (which impacts the MOS transistor operating in the linear or ohmic region in which the drain/source voltage Vds is substantially proportional to the drain/source current Ids), a drain/source limitation Ids (determined by its maximum value), a thermal limitation (determined by a maximum heat dissipation), a secondary breakdown limitation (caused by a thermal runaway impacting the MOS transistor when it operates in a linear mode where the drain/source current Ids is proportional to small variations of its gate/source voltage Vgs) and a drain/source voltage limitation source Vds (determined by its maximum value).

Una tecnica per estendere la SOA di un transistore MOS (con una struttura cellulare) prevede di rimuovere le regioni di source in alcune celle (come una ogni due). In questo modo, risultanti regioni fittizie della piastrina in cui le regioni di source sono rimosse sono inattive durante il funzionamento del transistore MOS e quindi non generano calore. Inoltre, le regioni fittizie fungono da dissipatore di calore per il resto del transistore MOS. Pertanto, il calore generato dal transistore MOS (attorno alle restanti regioni di source) ? in parte dissipato dalle regioni fittizie, con ci? limitando il riscaldamento del transistore MOS. One technique for extending the SOA of a MOS transistor (with a cellular structure) is to remove the source regions in some cells (such as one out of every two). In this way, resulting dummy regions of the die in which the source regions are removed are inactive during operation of the MOS transistor and therefore do not generate heat. Additionally, the dummy regions act as a heat sink for the rest of the MOS transistor. Therefore, the heat generated by the MOS transistor (around the remaining source regions) ? partly dissipated by the fictitious regions, with the ci? limiting the heating of the MOS transistor.

Tuttavia, le regioni fittizie riducono il numero delle regioni di source del transistore MOS, e quindi aumentano di conseguenza la sua resistenza di stato accesso drain/source RDSon. Infatti, la resistenza di stato accesso drain/source RDSon ? data da diversi contributi lungo un percorso della corrente drain/source Ids da un terminale di drain a un terminale di source del transistore MOS; in particolare, questi contributi comprendono una resistenza delle regioni di source. Poich? le regioni di source sono collegate in parallelo, minore ? il numero di regioni di source, maggiore ? la loro resistenza totale. However, the dummy regions reduce the number of source regions of the MOS transistor, and thus consequently increase its drain/source access state resistance RDSon. In fact, the drain/source access state resistor RDSon ? given by different contributions along a path of the drain/source current Ids from a drain terminal to a source terminal of the MOS transistor; in particular, these contributions include a resistance of the source regions. because source regions are connected in parallel, minor ? the number of source regions, greater ? their total resistance.

L'aumento della resistenza di stato accesso drain/source RDSon aumenta di conseguenza la corrispondente limitazione nella SOA del transistore MOS. Pertanto, ci? influisce negativamente sulle prestazioni del transistore MOS, specialmente quando esso opera nella regione lineare. The increase of the drain/source access state resistance RDSon consequently increases the corresponding limitation in the SOA of the MOS transistor. Therefore, there? negatively affects the performance of the MOS transistor, especially when it operates in the linear region.

Sommario Summary

Un sommario semplificato della presente divulgazione ? qui presentato al fine di fornire una comprensione di base della stessa; tuttavia, il solo scopo di questo sommario ? di introdurre alcuni concetti della divulgazione in forma semplificata come preludio alla sua seguente descrizione pi? dettagliata, e non ? da interpretare come un?identificazione dei suoi elementi chiave n? come una delimitazione del suo ambito. A simplified summary of this disclosure? presented here in order to provide a basic understanding thereof; however, the sole purpose of this summary is to introduce some concepts of disclosure in simplified form as a prelude to its following description more? detailed, isn't it ? to be interpreted as a? identification of its key elements n? as a delimitation of its scope.

In termini generali, la presente divulgazione ? basata sull?idea di disabilitare selettivamente le celle. In general terms, this disclosure ? based on the idea of selectively disabling cells.

In particolare, un aspetto fornisce un dispositivo integrato che comprende almeno un transistore MOS avente una pluralit? di celle. In ciascuna di una o pi? delle celle ? prevista una struttura di disabilitazione; la struttura di disabilitazione ? configurata per essere in una condizione non-conduttiva quando il transistore MOS ? acceso in risposta a una tensione di controllo compresa tra una tensione di soglia del transistore MOS e una tensione di intervento della struttura di disabilitazione, o per essere in una condizione conduttiva altrimenti. In particular, one aspect provides an integrated device comprising at least one MOS transistor having a plurality of of cells. In each of one or more of the cells? provision of a disabling structure; the disabling structure ? configured to be in a non-conductive condition when the MOS transistor ? turned on in response to a control voltage between a MOS transistor threshold voltage and a disable structure trip voltage, or to be in a conductive condition otherwise.

Un ulteriore aspetto fornisce un sistema comprendente almeno un dispositivo integrato come sopra. A further aspect provides a system comprising at least one integrated device as above.

Un ulteriore aspetto fornisce un corrispondente processo per fabbricare questo dispositivo integrato. A further aspect provides a corresponding process for manufacturing this integrated device.

Pi? specificamente, uno o pi? aspetti della presente divulgazione sono esposti nelle rivendicazioni indipendenti e caratteristiche vantaggiose della stessa sono esposte nelle rivendicazioni dipendenti, con il testo di tutte le rivendicazioni che ? incorporato nella presente alla lettera per riferimento (con qualsiasi caratteristica vantaggiosa fornita con riferimento a ogni specifico aspetto che si applica mutatis mutandis a ogni altro aspetto). Pi? specifically, one or more aspects of the present disclosure are set forth in the independent claims and advantageous features thereof are set forth in the dependent claims, with the text of all claims incorporated herein by reference (with any beneficial features provided in respect of each specific aspect applying mutatis mutandis to every other aspect).

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

La soluzione della presente divulgazione, come pure ulteriori caratteristiche e i vantaggi della stessa, sar? meglio compresa con riferimento alla seguente sua descrizione dettagliata, fornita puramente a titolo indicativo e non limitativo, da leggersi congiuntamente alle figure allegate (in cui, per semplicit?, elementi corrispondenti sono indicati con riferimenti uguali o simili e la loro spiegazione non ? ripetuta, e il nome di ogni entit? ? in generale usato per denotare sia il suo tipo sia suoi attributi, quali valore, contenuto e rappresentazione). A tale riguardo, ? espressamente inteso che le figure non sono necessariamente in scala (con alcuni particolari che possono essere esagerati e/o semplificati) e che, a meno di indicazione contraria, esse sono semplicemente utilizzate per illustrare concettualmente le strutture e le procedure qui descritte. In particolare: FIG.1 mostra una rappresentazione illustrativa parziale in sezione di un dispositivo integrato in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione, The solution of this disclosure, as well as additional features and benefits thereof, will be better understood with reference to the following detailed description, provided purely for indicative and non-limiting purposes, to be read in conjunction with the attached figures (in which, for simplicity?, corresponding elements are indicated with the same or similar references and their explanation is not repeated, and the name of each entity is generally used to denote both its type and its attributes, such as value, content, and representation). In this regard, ? expressly understood that the figures are not necessarily to scale (with some details that may be exaggerated and/or simplified) and that, unless otherwise indicated, they are simply used to conceptually illustrate the structures and procedures described herein. In particular: FIG.1 shows a partial cross-sectional illustrative representation of an integrated device according to an embodiment of the present disclosure,

FIG.2 mostra un circuito equivalente di un transistore MOS in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione, FIG.2 shows an equivalent circuit of a MOS transistor according to an embodiment of the present disclosure,

FIG.3A-FIG.3K mostrano i passi principali di un processo di fabbricazione del dispositivo integrato in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione, e FIG.3A-FIG.3K show the main steps of an integrated device manufacturing process according to an embodiment of the present disclosure, and

FIG.4 mostra uno schema a blocchi di principio di un sistema che incorpora il dispositivo integrato in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione. FIG.4 shows a principle block diagram of a system incorporating the integrated device according to an embodiment of the present disclosure.

Descrizione dettagliata Detailed description

Con riferimento in particolare alla FIG.1, ? mostrata una rappresentazione illustrativa parziale in sezione di un dispositivo integrato 100 in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione. With reference in particular to FIG. 1, ? shown is a partial cross-sectional illustrative representation of an integrated device 100 in accordance with an embodiment of the present disclosure.

Il dispositivo integrato 100 comprende un transistore MOS 105 (o pi?). Il transistore MOS 105 ? di tipo a doppia diffusione (DMOS) e ha una struttura verticale basata su gate a trincea, ad esempio, con una forma a U (UMOS). Il transistore MOS 105 implementa un componente di potenza, il quale ? progettato per gestire potenza elettrica relativamente elevata (ad esempio, dell'ordine di oltre 10 W), come funzionante a corrispondenti correnti e/o tensioni relativamente elevate (ad esempio, dell?ordine superiore a 10 A e 10 V, rispettivamente). The integrated device 100 comprises a MOS transistor 105 (or more). The MOS transistor 105 ? of double diffusion type (DMOS) and has a vertical structure based on trench gates, for example, with a U-shape (UMOS). The MOS transistor 105 implements a power component, which ? designed to handle relatively high electrical power (e.g., of the order of more than 10 W), as operating at corresponding relatively high currents and/or voltages (e.g., of the order of more than 10 A and 10 V, respectively).

Il transistore MOS 105 ? integrato su un corpo semiconduttore, come una piastrina 110 di materiale semiconduttore, ad esempio, silicio (cos? da definire un corrispondente chip). Come usuale, le concentrazioni di impurit? (o drogante) di tipo N e P del materiale semiconduttore sono denotate aggiungendo il segno o il segno - alle lettere N e P per indicare una concentrazione alta o bassa di impurit?, rispettivamente, oppure il segno + o il segno -- per indicare una concentrazione molto alta o molto bassa, rispettivamente, di impurit?; le lettere N e P senza l'aggiunta di alcun segno o - denotano concentrazioni di valore intermedio. La piastrina 110 comprende un substrato 115 di tipo N++ (molto pi? spesso in realt?), sul quale ? disposto un (sottile) strato epitassiale 120 di tipo N. Una superficie principale libera dello strato epitassiale 120 definisce una superficie frontale 125f della piastrina 110, mentre una superficie principale libera del substrato 115 definisce una superfice posteriore 125b della piastrina 110 (opposte tra loro). The MOS transistor 105 ? integrated on a semiconductor body, such as a chip 110 of semiconductor material, for example, silicon (so as to define a corresponding chip). As usual, the concentrations of impurities? N- and P-type (or dopant) semiconductor material are denoted by adding the sign or - sign to the letters N and P to indicate high or low concentration of impurities, respectively, or the + sign or -- sign to indicate a very high or very low concentration, respectively, of impurities; the letters N and P without the addition of any signs or - denote concentrations of intermediate value. The chip 110 comprises a substrate 115 of the N++ type (much thicker in reality), on which arranged a (thin) N-type epitaxial layer 120. A free main surface of the epitaxial layer 120 defines a front surface 125f of the chip 110, while a free main surface of the substrate 115 defines a rear surface 125b of the chip 110 (opposite to each other) .

Il transistore MOS 105 comprende i seguenti componenti. Una regione di drain di tipo N++ ? definita dal substrato 115 (estendentesi nella piastrina 110 dalla superficie posteriore 125b). Una regione di body 130 di tipo P si estende nello strato epitassiale 120 della piastrina 110 dalla superficie frontale 125f, in modo da rimanere separata dalla regione di drain 115. Il transistore MOS 105 ha una struttura cellulare, con una stessa struttura replicata in una pluralit? di celle (come 100-1.000). In particolare, ciascuna cella comprende i seguenti componenti. Una regione di source 135 di tipo N+ si estende nella regione di body 130 dalla superficie frontale 125f. Una trincea di gate 140 si estende nella regione di body 130 e quindi nello strato epitassiale 120 della piastrina 110 dalla superficie frontale 125f. La trincea di gate 140 ? rivestita con uno strato isolante di gate 145 (relativamente sottile) di materiale (elettricamente) isolante (ad esempio, ossido di silicio). La trincea di gate (rivestita) 140 ? riempita con un elemento di gate 150 di materiale (elettricamente) conduttivo, come polisilicio drogato di tipo N+. Il transistore MOS ha un'architettura interdigitata; in particolare, in pianta (sulla superficie frontale 125f) le regioni di source 135 e gli elementi di gate 150 hanno una forma allungata (strisce) e sono disposti paralleli, alternati tra loro (come dita di mani incrociate). Un contatto di drain 155 di materiale (elettricamente) conduttivo (ad esempio, metallo) contatta la regione di drain 115 sulla superficie posteriore 125b. Uno strato protettivo 160 di materiale (elettricamente) isolante (ad esempio, biossido di silicio) ricopre la superficie frontale 125f (parzialmente rimosso nella figura per chiarezza). Un contatto di source 165 di materiale (elettricamente) conduttivo (ad esempio, metallo) contatta tutte le regioni di source 135 e la regione di body 130 attraverso lo strato protettivo 160. Un contatto di gate 170 di materiale (elettricamente) conduttivo (ad esempio, metallo) contatta tutte le regioni di source 135 attraverso lo strato protettivo 160. MOS transistor 105 includes the following components. An N++ type drain region? defined by substrate 115 (extending into die 110 from back surface 125b). A P-type body region 130 extends into the epitaxial layer 120 of the chip 110 from the front surface 125f, so as to remain separated from the drain region 115. The MOS transistor 105 has a cellular structure, with the same structure replicated in a plurality ? of cells (such as 100-1,000). In particular, each cell comprises the following components. An N+ type source region 135 extends into the body region 130 from the front surface 125f. A gate trench 140 extends into the body region 130 and then into the epitaxial layer 120 of the chip 110 from the front surface 125f. The trench of gate 140 ? coated with a (relatively thin) gate insulating layer 145 of (electrically) insulating material (e.g., silicon dioxide). THE GATE TRENCH (LINED) 140 ? filled with a gate element 150 of (electrically) conductive material, such as N+ type doped polysilicon. The MOS transistor has an interdigitated architecture; in particular, in plan view (on the front surface 125f) the source regions 135 and the gate elements 150 have an elongated shape (stripes) and are arranged parallel, alternating with each other (like crossed fingers). A drain contact 155 of (electrically) conductive material (e.g., metal) contacts the drain region 115 on the back surface 125b. A protective layer 160 of (electrically) insulating material (e.g., silicon dioxide) covers the front surface 125f (partially removed in the figure for clarity). A source contact 165 of (electrically) conductive material (e.g., metal) contacts all source regions 135 and the body region 130 through the protective layer 160. A gate contact 170 of (electrically) conductive material (e.g., , metal) contacts all the source regions 135 through the protective layer 160.

Come usuale, il transistore MOS 105 pu? operare in tre differenti regioni della sua caratteristica secondo le tensioni ai suoi terminali (definiti dal contatto di drain 155, dal contatto di source 165 e dal contatto di gate 170). In particolare, in una regione di spegnimento (cutoff) o sottosoglia una tensione gate/source (di controllo) Vgs ? inferiore a una tensione di soglia Vth del transistore MOS 105 (ad esempio 1-2 V); in questa condizione, il transistore MOS 105 ? spento (con nessuna corrente drain/source Ids che scorre attraverso di esso). In una regione lineare o ohmica la tensione gate/source Vgs ? superiore alla tensione di soglia Vth e una tensione drain/source Vds ? strettamente inferiore a una tensione di overdrive Vov=Vgs-Vth (Vds<Vgs-Vth); in questa condizione il transistore MOS 105 ? acceso e la tensione drain/source Vds ? sostanzialmente proporzionale alla corrente drain/source Ids. In una regione di saturazione o attiva la tensione gate/source Vgs ? ancora superiore alla tensione di soglia Vth ma la tensione drain/source Vds ? superiore alla tensione di overdrive (Vds?Vgs-Vth); in questa condizione, il transistore MOS 105 ? ancora acceso ma ora la corrente drain/source Ids ? sostanzialmente costante (indipendentemente dalla tensione drain/source Vds). As usual, the MOS transistor 105 can? operate in three different regions of its characteristic according to the voltages at its terminals (defined by the drain contact 155, by the source contact 165 and by the gate contact 170). In particular, in a cutoff or subthreshold region, a gate/source (control) voltage Vgs ? lower than a threshold voltage Vth of the MOS transistor 105 (for example 1-2 V); in this condition, the MOS transistor 105 ? off (with no drain/source current Ids flowing through it). In a linear or ohmic region the gate/source voltage Vgs ? higher than the threshold voltage Vth and a drain/source voltage Vds ? strictly lower than an overdrive voltage Vov=Vgs-Vth (Vds<Vgs-Vth); in this condition the MOS transistor 105 ? on and the drain/source voltage Vds ? substantially proportional to the drain/source current Ids. In a saturation region or active gate/source voltage Vgs ? still higher than the threshold voltage Vth but the drain/source voltage Vds ? higher than the overdrive voltage (Vds?Vgs-Vth); in this condition, the MOS transistor 105 ? still on but now the current drain/source Ids ? substantially constant (regardless of the drain/source voltage Vds).

Nella soluzione in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione, come descritto in dettaglio nel seguito, una o pi? celle selezionate ulteriormente comprendono corrispondenti strutture di disabilitazione che sono in grado di disabilitarsi selettivamente. In particolare, ogni struttura di disabilitazione ? interposta tra una porzione dell'elemento di gate 150 accoppiata al contatto di gate 170 e un'altra porzione dell'elemento di gate 150 disaccoppiata dal contatto di gate 170. La struttura di disabilitazione ha una tensione di intervento che ? maggiore della tensione di soglia Vth (ad esempio, uguale a 1,5-3 volte). La struttura di disabilitazione ? configurata per essere in una condizione non-conduttiva quando il transistore MOS ? acceso in risposta alla tensione gate/source Vgs compresa tra la tensione di soglia Vth e la tensione di intervento, e per essere in una condizione conduttiva altrimenti. In the solution according to an embodiment of the present disclosure, as described in detail below, one or more Selected cells further comprise corresponding disabling structures which are capable of selectively disabling themselves. In particular, each disabling structure ? interposed between a portion of the gate element 150 coupled to the gate contact 170 and another portion of the gate element 150 decoupled from the gate contact 170. The disabling structure has a tripping voltage which is ? greater than the threshold voltage Vth (for example, equal to 1.5-3 times). The disabling structure ? configured to be in a non-conductive condition when the MOS transistor ? on in response to the gate/source voltage Vgs between the threshold voltage Vth and the trip voltage, and to be in a conductive condition otherwise.

Pertanto, quando la tensione gate/source Vgs ? leggermente superiore alla tensione di soglia Vth, le strutture di disabilitazione sono nella condizione nonconduttiva; tipicamente, ci? accade quando il transistore MOS 105 opera nella regione di saturazione (poich? Vgs?Vth+Vds). In questa condizione, una tensione nulla ? applicata tra i corrispondenti elementi di gate (selezionati) 150 e le regioni di source 135. Le celle selezionate sono quindi inattive e non generano calore, agendo ulteriormente come un dissipatore di calore per il resto del transistore MOS 105. Pertanto, il calore generato dal transistore MOS (attorno alle regioni di source 135 delle altre celle) ? in parte dissipato dalle celle selezionate, con ci? limitando il riscaldamento del transistore MOS 105. Therefore, when the gate/source voltage Vgs ? slightly higher than the threshold voltage Vth, the disabling structures are in the nonconductive condition; typically, there? it occurs when the MOS transistor 105 operates in the saturation region (because Vgs?Vth+Vds). In this condition, a zero voltage ? applied between the corresponding (selected) gate elements 150 and the source regions 135. The selected cells are then inactive and generate no heat, further acting as a heat sink for the rest of the MOS transistor 105. Thus, the heat generated by the MOS transistor (around the source regions 135 of the other cells) ? partly dissipated by the selected cells, with the ci? limiting the heating of the MOS transistor 105.

Al contrario, quando la tensione gate/source Vgs ? molto superiore alla tensione di soglia Vth le strutture di disabilitazione sono nella condizione conduttiva; tipicamente, ci? accade quando il transistore MOS 105 opera nella regione lineare (poich? Vgs>Vth+Vds). In questa condizione, le strutture di disabilitazione sono sostanzialmente trasparenti al funzionamento del transistore MOS 105; in particolare, tutte le celle sono attive con tutte le regioni di source 135 che contribuiscono alla resistenza di stato acceso drain/source RDSon, la quale non ? quindi impattata negativamente. Conversely, when the gate/source voltage Vgs ? much higher than the threshold voltage Vth the disabling structures are in the conductive condition; typically, there? it happens when the MOS transistor 105 operates in the linear region (because Vgs>Vth+Vds). In this condition, the disabling structures are substantially transparent to the operation of the MOS transistor 105; in particular, all cells are active with all source regions 135 contributing to the drain/source on-state resistor RDSon, which is not? therefore negatively impacted.

Infine, quando la tensione gate/source Vgs ? inferiore alla tensione di soglia Vth, le strutture di disabilitazione sono nuovamente nella condizione conduttiva; ci? accade quando il transistore MOS 105 opera nella regione di spegnimento. Anche in questa condizione, le strutture di disabilitazione sono sostanzialmente trasparenti al funzionamento del transistore MOS 105. Finally, when the gate/source voltage Vgs ? lower than the threshold voltage Vth, the disabling structures are again in the conductive condition; There? it occurs when the MOS transistor 105 operates in the off region. Even in this condition, the disabling structures are substantially transparent to the operation of the MOS transistor 105.

Pertanto, la soluzione sopra descritta consente di disabilitare selettivamente le celle selezionate in modo dinamico, in funzione della condizione di funzionamento corrente del transistore MOS. In particolare, le celle selezionate sono inattive quando il transistore MOS opera a tensione drain/source Vds relativamente alta (come tipico della regione di saturazione). In questa condizione, ? vantaggioso limitare il riscaldamento del transistore MOS (poich? esso impatta principalmente la corrispondente porzione della SOA); in questa condizione, il conseguente aumento della resistenza di stato accesso di drain/source RDSon ? sostanzialmente irrilevante (in quanto la corrente drain/source Ids ? praticamente costante). Al contrario, tutte le celle sono attive quando il transistore MOS opera a tensione drain/source Vds relativamente bassa (come tipico della regione lineare, fino a zero nella regione di spegnimento). In questa condizione ? vantaggioso mantenere bassa la resistenza di stato acceso drain/source RDS (poich? essa impatta principalmente la corrispondente porzione della SOA); in questa condizione, la mancata limitazione del riscaldamento ? sostanzialmente irrilevante (poich? il transistore MOS genera una quantit? di calore relativamente bassa). Therefore, the solution described above allows the selected cells to be selectively disabled in a dynamic way, according to the current operating condition of the MOS transistor. In particular, the selected cells are inactive when the MOS transistor operates at a relatively high drain/source voltage Vds (as typical of the saturation region). In this condition, ? advantageous to limit the heating of the MOS transistor (since it mainly impacts the corresponding portion of the SOA); in this condition, the consequent increase in the RDSon access state resistance of the drain/source ? substantially irrelevant (since the drain/source current Ids is practically constant). Conversely, all the cells are active when the MOS transistor operates at a relatively low drain/source voltage Vds (as typical of the linear region, down to zero in the turn-off region). In this condition? it is advantageous to keep the RDS drain/source on-state resistance low (since it mainly impacts the corresponding portion of the SOA); in this condition, the failure to limit the heating? essentially irrelevant (because the MOS transistor generates a relatively small amount of heat).

In particolare, nella specifica forma di realizzazione mostrata nella figura, l'elemento di gate 150 di ciascuna cella selezionata comprende i seguenti componenti aggiuntivi. Una regione di separazione 175 di tipo P+ (ad esempio, anche essa di polisilicio drogato) si estende nell'elemento di gate 150 dalla superficie frontale 125f fino a raggiungere lo strato isolante 145; in pianta (sulla superficie frontale 125f) la regione di separazione 175 attraversa completamente l'elemento di gate 150 trasversalmente (in prossimit? del contatto di gate 170). Di conseguenza, la regione di separazione 175 separa l'elemento di gate 150 in due parti, denotate come porzione di gate (accoppiata) 150c e porzione di gate (disaccoppiata) 150u. La porzione di gate 150c ? prossimale al contatto di gate 170, in modo da essere ancora accoppiata con esso; la porzione di gate 150u ? distale dal contatto di gate 170 e quindi disaccoppiata da esso (e in particolare in un'area della piastrina 110 in cui si forma il canale del transistore MOS 105 in funzionamento). Corrispondenti giunzioni PN sono quindi create tra la regione di separazione 175 e la porzione di gate 150c e tra la regione di separazione 175 e la porzione di gate 150u. Un contatto di ponte 180 di materiale (elettricamente) conduttivo (ad esempio, metallo) contatta sia la regione di separazione 175 sia la porzione di gate 150u (con il contatto di ponte 180 che ? lasciato flottante). In particular, in the specific embodiment shown in the figure, the gate element 150 of each selected cell comprises the following additional components. A separation region 175 of the P+ type (for example, also of doped polysilicon) extends in the gate element 150 from the front surface 125f until it reaches the insulating layer 145; in plan view (on the front surface 125f) the separation region 175 completely crosses the gate element 150 transversely (close to the gate contact 170). Accordingly, the separation region 175 separates the gate element 150 into two parts, denoted as the gate (coupled) portion 150c and the gate (decoupled) portion 150u. The gate portion 150c ? proximal to gate contact 170, so as to still be coupled therewith; the portion of the gate 150u ? distal from the gate contact 170 and therefore decoupled from it (and in particular in an area of the chip 110 in which the channel of the operating MOS transistor 105 is formed). Corresponding PN junctions are then created between the separation region 175 and the gate portion 150c and between the separation region 175 and the gate portion 150u. A bridge contact 180 of (electrically) conductive material (e.g., metal) contacts both the separation region 175 and the gate portion 150u (with the bridge contact 180 left floating).

Con riferimento ora alla FIG.2 insieme alla FIG.1, ? mostrato un circuito equivalente del transistore MOS 105 in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione. Referring now to FIG.2 in conjunction with FIG.1, ? shown is an equivalent circuit of the MOS transistor 105 in accordance with an embodiment of the present disclosure.

Il transistore MOS 105 comprende una pluralit? di transistori MOS di base Mi definiti dalle sue celle, con i = 1? N dove N ? il numero delle celle (quattro mostrate nella figura). In particolare, ogni transistore MOS di base Mi ha un drain (formato da una corrispondente porzione della regione di drain 115), un source (formato dalla corrispondente regione di source 135) e una gate (formata dal corrispondente elemento di gate 150), con un body (formato da una corrispondente porzione della regione di body 130) che ? cortocircuitato al source (tramite il contatto di source 165). Un resistore di gate Rgi connesso al gate di ciascun transistore MOS di base Mi rappresenta una resistenza dell'elemento di gate 150 tra il contatto di gate 170 e l'area della piastrina 110 in cui si forma il canale del transistore MOS 105 in funzionamento. The MOS transistor 105 comprises a plurality of basic MOS transistors Mi defined by its cells, with i = 1? N where N ? the number of cells (four shown in the figure). In particular, each basic MOS transistor Mi has a drain (formed by a corresponding portion of the drain region 115), a source (formed by the corresponding source region 135) and a gate (formed by the corresponding gate element 150), with a body (formed by a corresponding portion of the body region 130) which ? shorted to source (via source contact 165). A gate resistor Rgi connected to the gate of each basic MOS transistor Mi represents a resistance of the gate element 150 between the gate contact 170 and the area of the chip 110 in which the channel of the operating MOS transistor 105 is formed.

Nella soluzione in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione, nel transistore MOS di base Ms di ciascuna cella selezionata, con s=1,3 nell'esempio in questione, un diodo Dds (formato dalla giunzione PN tra la regione di separazione 175 e la porzione di gate 150u) e un diodo Dps (formato dalla giunzione PN tra la regione di separazione 175 e la porzione di gate 150c) sono connessi in anti-serie al resistore di gate Rgs; in particolare, l'anodo del diodo Dds ? connesso all'anodo del diodo Dps (regione di separazione comune 175), e il catodo del diodo Dds ? connesso al resistore di gate Rgs (porzione di gate 150u che contribuisce principalmente ad esso). Inoltre, il diodo Dds ha i suoi anodo e catodo che sono cortocircuitati (tramite il contatto di ponte 180). Il diodo Dps ha una tensione di rottura (inversa) Vbk (definita dalla tensione minima che fa condurre il diodo Dps in modo apprezzabile quando polarizzato inversamente) strettamente superiore alla tensione di soglia Vth (ad esempio, 2-4 V), la quale tensione di rottura Vbk definisce la tensione di intervento della struttura di disabilitazione. In the solution according to an embodiment of the present disclosure, in the base MOS transistor Ms of each selected cell, with s=1.3 in the example in question, a diode Dds (formed by the PN junction between the separation region 175 and the gate portion 150u) and a diode Dps (formed by the PN junction between the separation region 175 and the gate portion 150c) are connected in anti-series to the gate resistor Rgs; in particular, the anode of the Dds diode ? connected to the anode of the Dps diode (common separation region 175), and the cathode of the Dds diode ? connected to the gate resistor Rgs (portion of gate 150u which mainly contributes to it). Also, the Dds diode has its anode and cathode which are shorted (via the bridge contact 180). The Dps diode has a (reverse) breakdown voltage Vbk (defined by the minimum voltage that causes the Dps diode to conduct appreciably when reverse biased) well above the threshold voltage Vth (e.g., 2-4 V), which voltage voltage Vbk defines the tripping voltage of the disabling structure.

I transistori MOS di base Mi sono connessi sostanzialmente in parallelo (a parte i diodi Dds, Dps ove presenti) per formare l'intero transistore MOS 105. In particolare, il transistore MOS 105 ha un terminale di drain D (formato dal contatto di drain 155), un terminale di source S (formato dal contatto di source 165) e un terminale di gate G (formato dal contatto di gate 170). Il terminale di drain D ? connesso ai drain di tutti i transistori MOS di base Mi (regione di drain 115). Il terminale di source S ? connesso ai source di tutti i transistori MOS di base Mi (corrispondenti regioni di source 135). Il terminale di gate G ? accoppiato con le gate di tutti i transistori MOS di base Mi (corrispondenti elementi di gate 150). In particolare, nel transistore MOS di base Mu di ciascuna cella non selezionata, con u=2,4 nell'esempio in questione, il terminale di gate G ? connesso alla gate tramite il resistore di gate Rgu; nel transistore MOS di base Ms di ciascuna cella selezionata, invece, il terminale di gate G ? collegato al catodo del diodo Dps (porzione di gate 150c, trascurando la sua resistenza), e quindi alla gate tramite il diodo Dps e il resistore di gate Rgs (essendo il diodo Dds cortocircuitato). The basic MOS transistors Mi are connected substantially in parallel (apart from the diodes Dds, Dps where present) to form the entire MOS transistor 105. In particular, the MOS transistor 105 has a drain terminal D (formed by the drain contact 155), a source terminal S (formed by the source contact 165) and a gate terminal G (formed by the gate contact 170). The drain terminal D ? connected to the drains of all the base MOS transistors Mi (drain region 115). The source terminal S ? connected to the sources of all the basic MOS transistors Mi (corresponding source regions 135). The G gate terminal ? coupled with the gates of all base MOS transistors Mi (corresponding gate elements 150). In particular, in the base MOS transistor Mu of each non-selected cell, with u=2.4 in the example in question, the gate terminal G ? connected to the gate through the gate resistor Rgu; in the base MOS transistor Ms of each selected cell, instead, the gate terminal G ? connected to the cathode of diode Dps (gate portion 150c, neglecting its resistance), and then to the gate via diode Dps and gate resistor Rgs (the diode Dds being short-circuited).

Quando la tensione gate/source Vgs ? superiore alla tensione di soglia Vth ma inferiore alla tensione di rottura Vbk (come tipico della regione di saturazione), i diodi Dps sono polarizzati inversamente e quindi non-conduttivi. Pertanto, solo i transistori MOS di base Mu ricevono la tensione gate/source Vgs e quindi sono accesi, mentre i transistori MOS di base Ms hanno le loro gate flottanti e quindi sono spenti. When the gate/source voltage Vgs ? higher than the threshold voltage Vth but lower than the breakdown voltage Vbk (as typical of the saturation region), Dps diodes are reverse biased and therefore non-conductive. Therefore, only the base MOS transistors Mu receive the gate/source voltage Vgs and therefore are on, while the base MOS transistors Ms have their gates floating and therefore are off.

Al contrario, quando la tensione gate/source Vgs ? maggiore della tensione di rottura Vbk (tipica della regione lineare), i diodi Dps diventano conduttivi (inversamente) a causa della loro rottura elettrica. Pertanto, tutti i transistori MOS di base Mu,Ms ricevono la tensione gate/source Vgs e quindi sono accesi. Conversely, when the gate/source voltage Vgs ? greater than the breakdown voltage Vbk (typical of the linear region), Dps diodes become conductive (inversely) due to their electrical breakdown. Therefore, all the basic MOS transistors Mu,Ms receive the gate/source voltage Vgs and are therefore turned on.

Infine, quando la tensione gate/source Vgs ? inferiore alla tensione di soglia Vth (regione di spegnimento), i diodi Dps sono polarizzati direttamente e quindi conduttivi. Pertanto, tutti i transistori MOS di base Mu,Ms ricevono la tensione gate/source Vgs e sono spenti. Finally, when the gate/source voltage Vgs ? lower than the threshold voltage Vth (off region), Dps diodes are forward biased and therefore conductive. Therefore, all the basic MOS transistors Mu,Ms receive the gate/source voltage Vgs and are turned off.

L'implementazione sopra descritta ? molto semplice, ma allo stesso tempo efficace. Inoltre, essa consente di ottenere il risultato desiderato con un impatto limitato sulla struttura del transistore MOS 105. The implementation described above ? very simple, but at the same time effective. Furthermore, it allows to obtain the desired result with a limited impact on the structure of the MOS transistor 105.

Con riferimento ora alle FIG.3A-FIG.3K, sono mostrate i passi principali di un processo di fabbricazione del dispositivo integrato in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione. Referring now to FIG.3A-FIG.3K , the main steps of a manufacturing process of the integrated device according to an embodiment of the present disclosure are shown.

Partendo dalla FIG.3A, come usuale il processo di fabbricazione ? realizzato a livello di una fetta (wafer) 305 di materiale semiconduttore, sulla quale la stessa struttura ? integrata contemporaneamente in un gran numero di sue aree identiche (solo una considerata nel seguito per semplicit?). Il wafer 305 comprende un substrato di tipo N++, il quale former? il substrato dei dispositivi integrati e quindi ? indicato con lo stesso riferimento 115. Uno strato epitassiale di tipo N, il quale former? lo strato epitassiale dei dispositivi integrati e quindi ? indicato con lo stesso riferimento 120, ? cresciuto termicamente sul substrato 115. Una maschera 310 per le trincee di gate ? formata su una superficie principale libera dello strato epitassiale 120, la quale former? la superficie frontale dei dispositivi integrati e quindi ? indicata con lo stesso riferimento 125f; ad esempio, la maschera 310 ? ottenuta crescendo uno strato (relativamente spesso) di ossido di silicio con un passo di ossidazione termica e quindi attaccandolo attraverso uno strato di fotoresist opportunamente definito con tecniche fotolitografiche (quindi rimosso). Il wafer 305 ? quindi attaccato attraverso la maschera 310 (ad esempio, con un passo di attacco a secco) per formare le trincee di gate 140. Starting from FIG.3A, how usual is the manufacturing process? realized at the level of a wafer 305 of semiconductor material, on which the same structure ? integrated simultaneously in a large number of its identical areas (only one considered below for simplicity?). The 305 wafer comprises an N++ type substrate, which former? the substrate of the integrated devices and therefore ? indicated with the same reference 115. An N-type epitaxial layer, which will form? the epitaxial layer of the integrated devices and therefore ? indicated with the same reference 120, ? thermally grown on the substrate 115. A mask 310 for the gate trenches ? formed on a free main surface of the epitaxial layer 120, which will form? the front surface of the integrated devices and therefore ? indicated with the same reference 125f; for example, mask 310 ? obtained by growing a (relatively thick) layer of silicon oxide with a thermal oxidation step and then etching it through a suitably defined photoresist layer with photolithographic techniques (then removed). The 305 wafer? then etched through the jig 310 (e.g., with a dry etch step) to form the gate trenches 140.

Passando alla FIG.3B, la maschera (di ossido) ? rimossa. Uno strato (relativamente sottile) di ossido di silicio 315 ? cresciuto con un passo di ossidazione termica sul wafer 305, ossia, la superficie frontale 125f e una superficie esposta delle trincee di gate 140; in particolare, la porzione dello strato di ossido di silicio 315 che riveste le trincee di gate 140 definisce i loro strati isolanti di gate 145. Moving on to FIG.3B, is the (oxide) mask ? removed. A (relatively thin) layer of silicon oxide 315 ? grown with a thermal oxidation step on the wafer 305, i.e., the front surface 125f and an exposed surface of the gate trenches 140; in particular, the portion of the silicon dioxide layer 315 that lines the gate trenches 140 defines their gate insulating layers 145.

Passando alla FIG.3C, uno strato di polisilicio drogato 320 di tipo N+ ? depositato sul wafer 305, ossia, lo strato di ossido di silicio 315, in modo da riempire le trincee di gate (rivestite) 140 e da coprire la superficie frontale (rivestita) 125f. Turning to FIG. 3C, an N+ type doped polysilicon layer 320 ? deposited on the wafer 305, i.e., the silicon oxide layer 315, so as to fill the (coated) gate trenches 140 and to cover the (coated) front surface 125f.

Passando alla FIG.3D, il wafer 305 ? planarizzato (ad esempio, con un passo di lisciatura chimico meccanica, CMP) per rimuovere un eccesso dello strato di polisilicio drogato dallo strato di ossido di silicio 315 sulla superficie frontale 125f. L'operazione lascia le trincee di gate 140 (rivestite con gli strati isolanti di gate 145) riempite con il (rimanente) polisilicio drogato, sul quale si formano corrispondenti strati (sottili) di ossido di silicio 325, in modo da ottenere gli elementi di gate 150. Turning to FIG. 3D, wafer 305 is planarized (e.g., with a chemical mechanical smoothing step, CMP) to remove an excess of the doped polysilicon layer from the silicon oxide layer 315 on the face surface 125f. The operation leaves the gate trenches 140 (coated with the insulating gate layers 145) filled with the (remaining) doped polysilicon, on which corresponding (thin) layers of silicon oxide 325 are formed, so as to obtain the gate 150.

Passando alla FIG.3E, nella soluzione in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione una maschera 330 per le regioni di separazione ? formata sul wafer 305, ossia, gli strati di ossido di silicio 315,325; ad esempio, la maschera 330 ? ottenuta depositando uno strato di fotoresist e successivamente definendolo con tecniche fotolitografiche. Il wafer 305 ? attaccato attraverso la maschera 330 (ad esempio, con un passo di attacco a secco) per formare trincee di separazione 335 corrispondenti alle regioni di separazione. Turning to FIG. 3E , in the solution according to one embodiment of the present disclosure a mask 330 for the separation regions ? formed on the wafer 305, i.e., the silicon oxide layers 315,325; for example, mask 330 ? obtained by depositing a layer of photoresist and subsequently defining it with photolithographic techniques. The 305 wafer? etched across the mask 330 (e.g., with a dry etch step) to form separation trenches 335 corresponding to the separation regions.

Passando alla FIG.3F, la maschera (di fotoresist) ? rimossa. Uno strato di polisilicio drogato 340 di tipo P+ ? depositato sul wafer 305, ossia, gli strati di ossido di silicio 315,325, in modo da riempire le trincee di separazione 335 e coprire la superficie frontale (rivestita) 125f. Turning to FIG.3F, the mask (of photoresist) ? removed. A P+ type 340 doped polysilicon layer? deposited on the wafer 305, i.e., the silicon oxide layers 315,325, so as to fill the separation trenches 335 and cover the front (coated) surface 125f.

Passando alla FIG.3G, il wafer 305 ? planarizzato (ad esempio, con un passo CMP) per rimuovere un eccesso di polisilicio drogato dagli strati di ossido di silicio 315,325 sulla superficie frontale 125f. L'operazione lascia le trincee di separazione 335 riempite con il (rimanente) polisilicio drogato, sul quale si formano corrispondenti strati (sottili) di ossido di silicio 345, in modo da ottenere le regioni di separazione 175. Turning to FIG. 3G, the wafer 305 is planarized (e.g., with a CMP step) to remove excess doped polysilicon from the silicon oxide layers 315,325 on the face surface 125f. The operation leaves the separation trenches 335 filled with the (remaining) doped polysilicon, on which corresponding (thin) layers of silicon oxide 345 are formed, so as to obtain the separation regions 175.

Passando alla FIG.3H, la regione di body 130 di tipo P e le regioni di source 135 di tipo N+ sono formate come usuale. Ad esempio, non mostrato nella figura, la regione di body 30 ? formata con un passo di impiantazione ionica attraverso una maschera di fotoresist (quindi rimossa), seguito da un passo di diffusione termica; analogamente, le regioni di source 135 sono formate con un passo di impiantazione ionica attraverso un'altra maschera di fotoresist (quindi rimossa), seguito da un passo di diffusione termica. Turning to FIG. 3H , the P-type body region 130 and the N+-type source regions 135 are formed as usual. For example, not shown in the figure, the body region 30 ? formed with an ion implantation step through a photoresist mask (then removed), followed by a thermal diffusion step; similarly, the source regions 135 are formed with an ion implantation step through another photoresist mask (therefore removed), followed by a thermal diffusion step.

Passando alla FIG.3I, uno strato (relativamente spesso) di ossido di silicio 350 ? cresciuto con un passo di ossidazione termica sul wafer 305, ossia, gli strati di ossido di silicio 315,325 (che insieme definiscono lo strato protettivo 160). Finestre di source 355 per il contatto di source, finestre di gate 360 per il contatto di gate e finestre di ponte 365 per i contatti di ponte sono aperte nello strato protettivo 160 attaccandolo attraverso una maschera di fotoresist, quindi rimossa (non mostrata nella figura). Turning to FIG. 3I, a (relatively thick) layer of silicon oxide 350 is grown with a thermal oxidation step on the wafer 305, i.e., the silicon oxide layers 315,325 (which together define the protective layer 160). Source windows 355 for the source contact, gate windows 360 for the gate contact and bridge windows 365 for the bridge contacts are opened in the protective layer 160 by sticking it through a photoresist mask, then removed (not shown in the figure) .

Passando alla FIG.3J, uno strato di metallo 370 (ad esempio, tungsteno) ? depositato sul wafer 305, ossia, lo strato protettivo 160, in modo da riempire le finestre di source 355, le finestre di gate 360 e le finestre di ponte 365, e di coprire la superficie frontale (rivestita) 125f. Turning to FIG. 3J , a layer of metal 370 (e.g., tungsten) is deposited on the wafer 305, i.e., the protective layer 160, so as to fill the source windows 355, the gate windows 360 and the bridge windows 365, and to cover the front (coated) surface 125f.

Passando alla FIG.3K, il wafer 305 ? planarizzato (ad esempio, con un passo CMP) per rimuovere un eccesso di metallo dallo strato protettivo 160 sulla superficie frontale 125f. L'operazione lascia corrispondenti prese di source 375 nelle finestre di source 355, prese di gate 380 nelle finestre di gate 360 e prese di ponte 385 nelle finestre di ponte 365. A questo punto, non mostrato nella figura, uno strato di metallo (ad esempio, rame) ? depositato sul wafer 305, ossia, lo strato protettivo 160, le prese di source 375, le prese di gate 380 e le prese di ponte 385. Lo strato di metallo ? attaccato attraverso una maschera di fotoresist, quindi rimossa, in modo da definire una barra e corrispondenti strisce a contatto con le prese di source 375 (che formano il contatto di source), una barra e corrispondenti strisce a contatto con le prese di gate 380 (che formano il contatto di gate), e corrispondenti piazzole a contatto con le prese di ponte 385 (che formano i contatti di ponte), con ci? ottenendo la struttura mostrata in FIG.1. Turning to FIG.3K, the wafer 305 is planarized (e.g., with a CMP step) to remove excess metal from the protective layer 160 on the face surface 125f. The operation leaves corresponding source taps 375 in source windows 355, gate taps 380 in gate windows 360, and bridge taps 385 in bridge windows 365. At this point, not shown in the figure, a layer of metal (e.g. example, copper) ? deposited on the wafer 305, i.e., the protective layer 160, the source taps 375, the gate taps 380 and the bridge taps 385. The metal layer is attached through a photoresist mask, then removed, so as to define a bar and corresponding strips in contact with the source taps 375 (forming the source contact), a bar and corresponding strips in contact with the gate taps 380 ( which form the gate contact), and corresponding pads in contact with the bridge sockets 385 (which form the bridge contacts), with what? obtaining the structure shown in FIG.1.

L'implementazione sopra descritta consente di ottenere il risultato desiderato con un numero limitato di passi di processo aggiuntivi (e quindi con limitati costi aggiunti). The implementation described above allows to obtain the desired result with a limited number of additional process steps (and therefore with limited added costs).

Con riferimento ora alla FIG.4, ? mostrato uno schema a blocchi di principio di un sistema 400 che incorpora il dispositivo integrato in accordo con una forma di realizzazione della presente divulgazione. Referring now to FIG. 4, ? shown is a principle block diagram of a system 400 incorporating the integrated device in accordance with an embodiment of the present disclosure.

Il sistema 400 (ad esempio, un'unit? di controllo per applicazioni automobilistiche) comprende diversi componenti che sono connessi tra loro attraverso una struttura a bus 405 (con uno o pi? livelli). In particolare, uno o pi? microprocessori (?P) 410 forniscono una capacit? logica del sistema 400; una memoria non-volatile (ROM) 415 memorizza codice di base per un avvio (bootstrap) del sistema 400 e una memoria volatile (RAM) 420 ? utilizzata come memoria di lavoro dai microprocessori 410. Il sistema ha una memoria di massa 425 per memorizzare programmi e dati (ad esempio, una E<2>PROM flash). Inoltre, il sistema 400 comprende svariati controllori di unit? periferiche, o di ingresso/uscita (I/O), 430 (ad esempio una WNIC Wi-Fi, un ricetrasmettitore Bluetooth, un ricevitore GPS, un accelerometro, un giroscopio e cos? via). In particolare, una o pi? delle periferiche 430 ciascuna comprende una microstruttura (elettromeccanica) 435 (ad esempio, uno o pi? sensori/attuatori) e il dispositivo integrato 100 per controllare la micro-struttura 435. The system 400 (for example, a control unit for automotive applications) comprises several components which are interconnected through a bus structure 405 (with one or more levels). In particular, one or more microprocessors (?P) 410 provide a capacity? system logic 400; a non-volatile memory (ROM) 415 stores basic code for a bootstrap of the system 400 and a volatile memory (RAM) 420 ? used as working memory by the microprocessors 410. The system has a mass memory 425 for storing programs and data (for example, a flash E<2>PROM). Additionally, system 400 includes several unit controllers. peripherals, or input/output (I/O), 430 (such as a Wi-Fi WNIC, Bluetooth transceiver, GPS receiver, accelerometer, gyroscope, and so on). In particular, one or more of the peripherals 430 each comprises an (electromechanical) microstructure 435 (for example, one or more sensors/actuators) and the integrated device 100 for controlling the micro-structure 435.

Modifiche Changes

Naturalmente, al fine di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, una persona esperta del ramo potr? apportare numerose modifiche e varianti logiche e/o fisiche alla presente divulgazione. Pi? specificamente, sebbene tale divulgazione sia stata descritta con un certo livello di dettaglio con riferimento a una o pi? sue forme di realizzazione, resta inteso che varie omissioni, sostituzioni e cambiamenti nella forma e nei dettagli cos? come altre forme di realizzazione sono possibili. In particolare, diverse forme di realizzazione della presente divulgazione possono essere messe in pratica anche senza gli specifici dettagli (come i valori numerici) esposti nella precedente descrizione per fornire una loro pi? completa comprensione; al contrario, caratteristiche ben note possono essere state omesse o semplificate al fine di non oscurare la descrizione con particolari non necessari. Inoltre, ? espressamente inteso che specifici elementi e/o passi di metodo descritti in relazione a ogni forma di realizzazione della presente divulgazione possono essere incorporati in qualsiasi altra forma di realizzazione come una normale scelta di progetto. Inoltre, elementi presentati in uno stesso gruppo e diverse forme di realizzazione, esempi o alternative non vanno interpretati come equivalenti de facto l?uno dell?altro (ma sono entit? separate e autonome). In ogni caso, qualsiasi valore numerico dovrebbe essere letto come modificato in accordo con le tolleranze applicabili; in particolare, a meno di diversa indicazione, i termini "sostanzialmente", "circa" "approssimativamente" e simili vanno intesi come entro il 10%, preferibilmente 5% e ancora pi? preferibilmente 1%. Inoltre, ogni intervallo di valori numerici dovrebbe essere inteso come espressamente specificare qualsiasi numero possibile lungo il continuum all'interno dell?intervallo (compresi i suoi estremi). Qualificatori ordinali o altro sono usati meramente come etichette per distinguere elementi con lo stesso nome ma non connotano per s? stessi alcuna priorit?, precedenza od ordine. I termini includere, comprendere, avere, contenere, comportare e simili dovrebbero essere intesi con un significato aperto e non esaustivo (ossia, non limitato agli elementi recitati), i termini basato su, dipendente da, in accordo con, secondo, in funzione di e simili dovrebbero essere intesi con un rapporto non esclusivo (ossia, con eventuali ulteriori variabili coinvolte), il termine uno/una dovrebbe essere inteso come uno o pi? elementi (a meno di espressa indicazione contraria), e il termine mezzi per (o qualsiasi formulazione funzionale) dovrebbe essere inteso come qualsiasi struttura adatta o configurata per eseguire la funzione rilevante. Naturally, in order to satisfy contingent and specific needs, a person expert in the field can make numerous logical and/or physical modifications and variations to this disclosure. Pi? specifically, although this disclosure has been described with some level of detail with respect to one or more? its embodiments, it is understood that various omissions, substitutions and changes in form and details so? as other embodiments are possible. In particular, different embodiments of the present disclosure can be put into practice even without the specific details (such as numerical values) set forth in the previous description to provide a more accurate understanding of them. complete understanding; conversely, well-known features may have been omitted or simplified in order not to obscure the description with unnecessary detail. Furthermore, ? It is expressly understood that specific elements and/or method steps described in connection with each embodiment of the present disclosure may be incorporated into any other embodiment as a normal design choice. Furthermore, elements presented in the same group and different embodiments, examples or alternatives should not be interpreted as de facto equivalent to each other (but are separate and autonomous entities). In any case, any numerical value should be read as modified in accordance with applicable tolerances; in particular, unless otherwise indicated, the terms "substantially", "approximately" "approximately" and the like are to be understood as within 10%, preferably 5% and even more? preferably 1%. Furthermore, any range of numeric values should be understood as expressly specifying any possible number along the continuum within the range (including its endpoints). Are ordinal or other qualifiers merely used as labels to distinguish elements of the same name but do not connote per se? themselves no priority, precedence or order. The terms include, comprise, have, contain, entail and the like should be understood to have an open meaning and not exhaustive (i.e., not limited to the recited elements), the terms based on, dependent on, in accordance with, according to, according to and the like should be understood with a non-exclusive relationship (that is, with any additional variables involved), the term one/one should be understood as one or more? elements (unless expressly stated otherwise), and the term means for (or any functional formulation) should be understood as any structure suitable or configured to perform the relevant function.

Ad esempio, una forma di realizzazione fornisce un dispositivo integrato. Comunque, il dispositivo integrato pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, sotto forma di wafer grezzo, come una piastrina nuda, in un contenitore (package) e cos? via). For example, one embodiment provides an integrated device. However, the integrated device pu? be of any kind (for example, in the form of a raw wafer, as a bare chip, in a container (package) and so on).

In una forma di realizzazione, il dispositivo integrato comprende almeno un transistore MOS. Comunque, il dispositivo integrato pu? comprendere qualsiasi numero e tipo di transistori MOS (ad esempio, NMOS, PMOS, di tipo di potenza, di tipo di segnale, di tipo misto, funzionanti a qualsiasi corrente/tensione e cos? via). In one embodiment, the integrated device comprises at least one MOS transistor. However, the integrated device pu? include any number and type of MOS transistors (e.g., NMOS, PMOS, power type, signal type, mixed type, operating at any current/voltage, etc.).

In una forma di realizzazione, il transistore MOS ? integrato su una piastrina di materiale semiconduttore. Comunque, la piastrina pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, uno strato epitassiale cresciuto su un substrato, un substrato monocristallino, un SOI e cos? via) e di qualsiasi materiale semiconduttore (ad esempio, silicio, germanio, con qualsiasi tipo e concentrazione di dopanti e cos? via). In one embodiment, the MOS transistor is integrated on a chip of semiconductor material. However, the plate can? be of any type (for example, an epitaxial layer grown on a substrate, a monocrystalline substrate, a SOI, and so on) and of any semiconductor material (for example, silicon, germanium, with any type and concentration of dopants, and so on). Street).

In una forma di realizzazione, il transistore MOS comprende una pluralit? di celle. Comunque, le celle possono essere in qualsiasi numero e di qualsiasi tipo (ad esempio, strisce, blocchi, interdigitate, in una matrice e cos? via). In one embodiment, the MOS transistor comprises a plurality of of cells. However, cells can be in any number and of any type (eg, striped, blocky, interdigitated, in a matrix, and so on).

In una forma di realizzazione, ciascuna cella comprende una regione di source di materiale semiconduttore. Comunque, la regione di source pu? essere di qualsiasi forma, dimensione, profondit? e tipo (ad esempio, N, P, con qualsiasi tipo e concentrazione di droganti e cos? via). In one embodiment, each cell comprises a source region of semiconductor material. However, the source region pu? be of any shape, size, depth? and type (for example, N, P, any type and concentration of dopants, etc.).

In una forma di realizzazione, ciascuna cella comprende un elemento di gate di materiale elettricamente conduttivo. Comunque, l'elemento di gate pu? essere di qualsiasi forma, dimensione e tipo (ad esempio, sepolto con qualsiasi profondit?, superficiale, di polisilicio, metallo e cos? via). In one embodiment, each cell comprises a gate element of electrically conductive material. However, the gate element pu? be of any shape, size, and type (for example, buried to any depth, shallow, polysilicon, metal, and so on).

In una forma di realizzazione, ciascuna cella comprende uno strato isolante di gate di materiale elettricamente isolante che isola l'elemento di gate dal materiale semiconduttore della piastrina. Comunque, lo strato isolante di gate pu? essere di qualsiasi spessore, estensione e tipo (ad esempio, un singolo strato che si estende attraverso tutti gli elementi di gate, porzioni separate per ciascun elemento di gate o gruppo di essi, di ossido di silicio, nitruro di silicio, TEOS e cos? via). In one embodiment, each cell comprises a gate insulating layer of electrically insulating material which insulates the gate element from the semiconductor material of the chip. However, the insulating layer of the gate pu? be of any thickness, extent, and type (e.g., a single layer extending across all gate elements, separate portions for each gate element or group of them, of silicon dioxide, silicon nitride, TEOS, etc.) Street).

In una forma di realizzazione, il transistore MOS comprende un contatto di source accoppiato con le regioni di source. Comunque, il contatto di source pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, di metallo, polisilicio drogato e cos? via) e pu? essere accoppiato con le regioni di source in qualsiasi modo (ad esempio, tramite corrispondenti prese sepolte, superficialmente, accoppiato anche con l'eventuale regione di body o meno, e cos? via). In one embodiment, the MOS transistor comprises a source contact coupled to the source regions. However, the source contact can? be of any type (for example, metal, doped polysilicon, and so on) and pu? be coupled with the source regions in any way (for example, through corresponding buried sockets, superficially, coupled also with the body region, if any, or not, and so on).

In una forma di realizzazione, il transistore MOS comprende un contatto di gate accoppiato con gli elementi di gate. Comunque, il contatto di gate pu? essere di qualsiasi tipo e pu? essere accoppiato con gli elementi di gate in qualsiasi modo (uguale o diverso rispetto al contatto di source). In one embodiment, the MOS transistor comprises a gate contact coupled to the gate elements. However, the gate contact pu? be of any type and pu? be coupled to the gate elements in any way (same or different than the source contact).

In una forma di realizzazione, una o pi? celle selezionate sono differenziate tra le celle. Comunque, le celle selezionate possono essere in qualsiasi numero e disposte in qualsiasi modo (ad esempio, alternate alle altre celle non-selezionate, una ogni due o pi? celle non-selezionate, distribuite uniformemente, pi? concentrate in alcune aree e cos? via). In one embodiment, one or more Selected cells are differentiated between cells. However, the selected cells can be in any number and arranged in any way (for example, alternating with other non-selected cells, one for every two or more non-selected cells, evenly distributed, more concentrated in some areas, and so on). Street).

In una forma di realizzazione, ciascuna cella selezionata comprende una struttura di disabilitazione interposta tra una porzione di gate accoppiata dell'elemento di gate accoppiata con il contatto di gate e una porzione di gate disaccoppiata dell'elemento di gate disaccoppiata dal contatto di gate. Comunque, la struttura di disabilitazione pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, due diodi in anti-serie, un singolo diodo, un transistore, un contatto di disabilitazione aggiuntivo accoppiato con l'elemento di gate e cos? via) e pu? essere disposta in qualsiasi posizione tra la porzione di gate accoppiata e la porzione di gate disaccoppiata (ad esempio, nel mezzo, prossimale al contatto di gate, prossimale alla regione di source e cos? via). In one embodiment, each selected cell comprises a disabling structure interposed between a coupled gate portion of the gate element coupled with the gate contact and a decoupled gate portion of the gate element decoupled from the gate contact. However, the disabling structure can? be of any type (for example, two diodes in anti-series, a single diode, a transistor, an additional disable contact coupled with the gate element, and so on) and pu? be disposed in any position between the coupled gate portion and the decoupled gate portion (for example, in the middle, proximal to the gate contact, proximal to the source region, and so on).

In una forma di realizzazione, la struttura di disabilitazione ha una tensione di intervento maggiore di una tensione di soglia del transistore MOS. Comunque, la tensione di intervento e la tensione di soglia possono avere qualsiasi valore (in termini assoluti o relativi tra loro); inoltre, la tensione di intervento pu? essere definita in qualsiasi modo (ad esempio, da una tensione di rottura inversa, una tensione di soglia, una tensione di polarizzazione esterna e cos? via). In one embodiment, the disabling structure has a tripping voltage greater than a threshold voltage of the MOS transistor. However, the tripping voltage and the threshold voltage can have any value (in absolute or relative terms); moreover, the intervention voltage pu? be defined in any way (for example, by a reverse breakdown voltage, a threshold voltage, an external bias voltage, and so on).

In una forma di realizzazione, la struttura di disabilitazione ? configurata per essere in una condizione non-conduttiva quando il transistore MOS ? acceso in risposta a una tensione di controllo (applicata tra il contatto di gate e il contatto di source) compresa tra la tensione di soglia e la tensione di intervento, o per essere in una condizione conduttiva altrimenti. Comunque, questo risultato pu? essere ottenuto in diversi modi (ad esempio, con un diodo/transistore che ? conduttivo solo quando polarizzato direttamente o polarizzato inversamente in rottura inversa in risposta alla tensione di controllo inferiore alla tensione di soglia o superiore alla tensione di intervento, rispettivamente, o viceversa, con la tensione di controllo che raggiunge la porzione di gate disaccoppiata solo quando supera la tensione di polarizzazione applicata al contatto di disabilitazione, e cos? via). In one embodiment, the disabling structure is configured to be in a non-conductive condition when the MOS transistor ? turned on in response to a control voltage (applied between the gate contact and the source contact) between the threshold voltage and the trip voltage, or to be in a conductive condition otherwise. However, this result can be achieved in several ways (e.g., with a diode/transistor that is conductive only when forward biased or reverse biased into reverse breakdown in response to control voltage below the threshold voltage or above the trip voltage, respectively, or vice versa, with the control voltage reaching the decoupled portion of the gate only when it exceeds the bias voltage applied to the disable contact, and so on).

Ulteriori forme di realizzazione forniscono caratteristiche vantaggiose aggiuntive, le quali possono comunque essere del tutto omesse in una implementazione di base. Further embodiments provide additional advantageous features, which however can be omitted altogether in a basic implementation.

In particolare, in una forma di realizzazione in ciascuna delle celle selezionate la struttura di disabilitazione comprende un diodo avente una tensione di rottura inversa che definisce la tensione di intervento. Comunque, il diodo pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, un diodo a valanga, un diodo Zener e cos? via). In particular, in one embodiment in each of the selected cells the disabling structure comprises a diode having a reverse breakdown voltage which defines the tripping voltage. However, the diode pu? be of any type (for example, an avalanche diode, a Zener diode, and so on).

In una forma di realizzazione, il diodo ? configurato per essere polarizzato inversamente quando il transistore MOS ? acceso e per essere polarizzato direttamente quando il transistore MOS ? spento. Comunque, non ? escluso il comportamento opposto (ossia diodo polarizzato direttamente quando il transistore MOS ? acceso, conduttivo o meno in accordo con la tensione di controllo, e polarizzato inversamente quando il transistore MOS ? spento). In one embodiment, the diode ? configured to be reverse biased when the MOS transistor ? turned on and to be directly biased when the MOS transistor ? worn out. Anyway, isn't it? excluding the opposite behavior (ie diode forward biased when the MOS transistor is on, conductive or not according to the control voltage, and reverse biased when the MOS transistor is off).

In una forma di realizzazione, la piastrina ? di un primo tipo di conduttivit? e ha una superficie principale. Comunque, il primo tipo di conduttivit? pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, N, P, con qualsiasi tipo e concentrazione di droganti e cos? via). In one embodiment, the chip ? of a first type of conductivity? and has a principal surface area. However, the first type of conductivity? can? be of any type (e.g., N, P, with any type and concentration of dopants, etc.).

In una forma di realizzazione, il transistore MOS comprende almeno una regione di body di un secondo tipo di conduttivit? che si estende dalla superficie principale nella piastrina. Comunque, il secondo tipo di conduttivit? pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, P, N, con qualsiasi tipo e concentrazione di droganti, e cos? via); inoltre, le regioni di body possono essere in qualsiasi numero, di qualsiasi forma, dimensione, profondit? e tipo (ad esempio, una per tutte le celle, una per ciascuna cella o gruppi di esse, e cos? via). In one embodiment, the MOS transistor comprises at least one body region of a second conductivity type. extending from the main surface into the platelet. However, the second type of conductivity? can? be of any type (e.g., P, N, with any type and concentration of dopants, and so on); furthermore, the body regions can be in any number, of any shape, size, depth? and type (for example, one for all cells, one for each cell or group of them, and so on).

In una forma di realizzazione, ciascuna delle celle comprende la regione di source del primo tipo di conduttivit? che si estende dalla superficie principale nella regione di body. Comunque, la regione di source pu? estendersi nella regione di body in qualsiasi modo (ad esempio, in qualsiasi posizione, a qualsiasi profondit? rispetto ad essa e cos? via). In one embodiment, each of the cells comprises the source region of the first conductivity type. which extends from the main surface into the body region. However, the source region pu? extend into the body region in any way (for example, in any position, at any depth with respect to it, and so on).

In una forma di realizzazione, ciascuna delle celle comprende una trincea di gate che si estende dalla superficie principale nella regione di body e nel materiale semiconduttore della piastrina. Comunque, la trincea di gate pu? essere di qualsiasi forma, dimensione e profondit? (ad esempio, con una sezione a U in un UMOS, una sezione a V in un VMOS e cos? via). In one embodiment, each of the cells comprises a gate trench extending from the main surface into the body region and into the semiconductor material of the die. However, the gate trench pu? be of any shape, size and depth? (for example, with a U-section in a UMOS, a V-section in a VMOS and so on).

In una forma di realizzazione, ciascuna delle celle comprende lo strato isolante di gate che riveste la trincea di gate. Comunque, lo strato isolante di gate pu? rivestire la trincea di gate in qualsiasi modo (ad esempio, estendendosi solo nella trincea di gate, estendendosi ulteriormente sulla superficie frontale e cos? via). In one embodiment, each of the cells comprises the gate insulating layer lining the gate trench. However, the insulating layer of the gate pu? lining the gate trench in any way (for example, extending only into the gate trench, extending further onto the front surface, and so on).

In una forma di realizzazione, ciascuna delle celle comprende l'elemento di gate che riempie la trincea di gate rivestita con lo strato isolante di gate. Comunque, non ? esclusa la possibilit? di avere il transistore MOS con una struttura planare. In one embodiment, each of the cells comprises the gate element which fills the gate trench lined with the gate insulating layer. Anyway, isn't it? excluded the possibility to have the MOS transistor with a planar structure.

In una forma di realizzazione, la piastrina ha un'ulteriore superficie principale opposta alla superficie principale; il transistore MOS comprende una regione di drain del primo tipo di conduttivit? che si estende dall'ulteriore superficie principale nella piastrina. Comunque, non ? esclusa la possibilit? di avere il transistore MOS con una struttura laterale. In one embodiment, the chip has a further major surface opposite the major surface; does the MOS transistor comprise a drain region of the first type of conductivity? extending from the further major surface into the chip. Anyway, isn't it? excluded the possibility to have the MOS transistor with a lateral structure.

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate l'elemento di gate comprende la porzione di gate accoppiata di materiale semiconduttore di un tipo di conduttivit? di gate (consistente di uno tra il primo tipo di conduttivit? o il secondo tipo di conduttivit?). Comunque, la porzione di gate accoppiata pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, P, N, con qualsiasi tipo e concentrazione di droganti, e cos? via). In one embodiment, in each of the selected cells, the gate element comprises the coupled gate portion of semiconductor material of one conductivity type. of gate (consisting of one between the first type of conductivity? or the second type of conductivity?). However, the coupled portion of the gate can? be of any type (e.g., P, N, with any type and concentration of dopants, and so on).

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate l'elemento di gate comprende la porzione di gate disaccoppiata di materiale semiconduttore del tipo di conduttivit? di gate. Comunque, la porzione di gate disaccoppiata pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio, con o senza lo stesso tipo e concentrazione di droganti rispetto alla porzione di gate accoppiata). In one embodiment, in each of the selected cells the gate element comprises the decoupled gate portion of semiconductor material of the conductivity type? of gate. However, the decoupled portion of the gate can? be of any type (e.g., with or without the same type and concentration of dopants with respect to the coupled gate portion).

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate la struttura di disabilitazione comprende una regione di separazione di materiale semiconduttore di un tipo di conduttivit? di separazione (opposto al tipo di conduttivit? di gate) che separa la porzione di gate accoppiata dalla porzione di gate disaccoppiata. Comunque, la regione di separazione pu? essere di qualsiasi forma, dimensione, profondit? e tipo (ad esempio, N, P, con qualsiasi tipo e concentrazione di droganti e cos? via). In one embodiment, in each of the selected cells the disabling structure comprises a separation region of semiconductor material of a conductivity type ? separation (as opposed to gate conductivity type) which separates the coupled gate portion from the decoupled gate portion. However, the region of separation pu? be of any shape, size, depth? and type (for example, N, P, any type and concentration of dopants, etc.).

In una forma di realizzazione, la regione di separazione e la porzione di gate accoppiata definiscono il diodo e la regione di separazione e la porzione di gate disaccoppiata definiscono un ulteriore diodo connesso in anti-serie con il diodo. Comunque, l'ulteriore diodo pu? essere di qualsiasi tipo (uguale o diverso rispetto al diodo) e i due diodi possono essere connessi in qualsiasi modo in anti-serie (ad esempio, condividendo i loro anodi o i loro catodi). In one embodiment, the separation region and the coupled gate portion define the diode and the separation region and the decoupled gate portion define a further diode connected in anti-series with the diode. However, the additional diode can? be of any type (same or different with respect to the diode) and the two diodes can be connected in any way in anti-series (e.g. by sharing their anodes or their cathodes).

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate la struttura di disabilitazione comprende un elemento di ponte di materiale elettricamente conduttivo connesso tra la regione di separazione e la porzione di gate disaccoppiata, l'elemento di ponte cortocircuitando l'ulteriore diodo. Comunque, l'elemento di ponte pu? essere di qualsiasi forma, dimensione, profondit? e tipo (ad esempio, di metallo, polisilicio drogato, in qualsiasi posizione e cos? via). In one embodiment, in each of the selected cells the disabling structure comprises a bridge element of electrically conductive material connected between the separation region and the decoupled gate portion, the bridge element short-circuiting the further diode. However, the bridge element pu? be of any shape, size, depth? and type (eg, metal, doped polysilicon, any location, etc.).

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate la porzione di gate accoppiata, la porzione di gate disaccoppiata e la regione di separazione riempiono corrispondenti porzioni della trincea di gate che si estendono dalla superficie principale allo strato isolante di gate. Comunque, non ? esclusa la possibilit? di avere una disposizione diversa (ad esempio, con le porzioni di gate accoppiate/disaccoppiate che si estendono a una profondit? inferiore e quindi un fondo della trincea di gate riempita dalla regione di separazione). In one embodiment, in each of the selected cells the coupled gate portion, the decoupled gate portion and the separation region fill corresponding portions of the gate trench extending from the main surface to the gate insulating layer. Anyway, isn't it? excluded the possibility to have a different arrangement (for example, with the coupled/decoupled gate portions extending to a shallower depth and thus a bottom of the gate trench filled by the separation region).

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate l'elemento di ponte comprende una trincea di ponte che si estende dalla superficie principale nella regione di separazione e nella porzione di gate disaccoppiata. Comunque, la trincea del ponte pu? essere di qualsiasi forma, dimensione e profondit?. In one embodiment, in each of the selected cells the bridging element comprises a bridging trench extending from the main surface into the separation region and into the decoupled gate portion. However, the bridge trench can? be of any shape, size and depth.

In una forma di realizzazione, in ciascuna delle celle selezionate l'elemento di ponte comprende una presa di ponte di materiale elettricamente conduttivo che riempie la trincea di ponte. Comunque, non ? esclusa la possibilit? di contattare la regione di separazione e la porzione di gate disaccoppiata in modo diverso (ad esempio, solo sulla superficie frontale della piastrina e cos? via). In one embodiment, in each of the selected cells the bridge element comprises a bridge plug of electrically conductive material which fills the bridge trench. Anyway, isn't it? excluded the possibility to contact the separation region and the decoupled gate portion differently (for example, only on the front surface of the chip and so on).

Una forma di realizzazione fornisce un sistema comprendente almeno un dispositivo integrato come sopra. Comunque, la stessa struttura pu? essere integrata con altri circuiti sullo stesso chip; il chip pu? anche essere accoppiato con uno o pi? altri chip, pu? essere montato in prodotti intermedi o pu? essere utilizzato in apparecchiature complesse. In ogni caso, il sistema risultante pu? essere di qualsiasi tipo (ad esempio per uso in applicazioni automobilistiche, smartphone, computer e cos? via) e pu? comprendere un numero qualsiasi di questi dispositivi integrati. One embodiment provides a system comprising at least one integrated device as above. However, the same structure pu? be integrated with other circuits on the same chip; the chip can? also be coupled with one or more? other chips, can? be mounted in intermediate products or pu? be used in complex equipment. In any case, the resulting system pu? be of any type (for example, for use in automotive applications, smartphones, computers, and so on) and pu? include any number of these integrated devices.

In generale, considerazioni analoghe si applicano se il dispositivo integrato e il sistema ciascuno ha una diversa struttura o comprende componenti equivalenti (ad esempio, di diversi materiali) o ha altre caratteristiche di funzionamento. In ogni caso, qualsiasi suo componente pu? essere separato in pi? elementi, o due o pi? componenti possono essere combinati in un singolo elemento; inoltre, ogni componente pu? essere replicato per supportare l?esecuzione delle corrispondenti operazioni in parallelo. Inoltre, a meno di indicazione contraria, qualsiasi interazione tra diversi componenti generalmente non necessita di essere continua, e pu? essere sia diretta sia indiretta tramite uno o pi? intermediari. In general, similar considerations apply if the integrated device and system each have a different structure or comprise equivalent components (e.g., of different materials) or have other operating characteristics. In any case, any of its components can? be separated into more elements, or two or more? components can be combined into a single element; moreover, each component pu? be replicated to support the execution of the corresponding operations in parallel. Also, unless otherwise noted, any interactions between different components generally need not be continuous, and can be continuous. be both direct and indirect through one or more? intermediaries.

Una forma di realizzazione fornisce un processo per fabbricare il dispositivo integrato sopra menzionato. Comunque, il dispositivo integrato pu? essere fabbricato con qualsiasi tecnologia, con maschere diverse in numero e tipo, o con altri passi/parametri di processo. Inoltre, la soluzione sopra descritta pu? essere parte del progetto di un dispositivo integrato. Il progetto pu? anche essere creato in un linguaggio di descrizione hardware; inoltre, se il progettista non produce chip o maschere, il progetto pu? essere trasmesso ad altri tramite mezzi fisici. One embodiment provides a process for manufacturing the above-mentioned integrated device. However, the integrated device pu? be manufactured with any technology, with different number and type of masks, or with other process steps/parameters. Furthermore, the solution described above can? be part of the design of an embedded device. The project can also be created in a hardware description language; also, if the designer does not produce chips or masks, the project can? be transmitted to others by physical means.

In generale, considerazioni analoghe si applicano se la stessa soluzione ? implementata con un metodo equivalente (usando passi simili con le stesse funzioni di pi? passi o loro porzioni, rimovendo alcuni passi non essenziali o aggiungendo ulteriori passi opzionali); inoltre, i passi possono essere eseguiti in ordine diverso, in parallelo o sovrapposti (almeno in parte). In general, similar considerations apply if the same solution ? implemented with an equivalent method (using similar steps with the same functions of multiple steps or their portions, removing some non-essential steps or adding further optional steps); moreover, the steps can be performed in different order, in parallel or overlapping (at least partially).

Claims (11)

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo integrato (100) comprendente almeno un transistore MOS (105) integrato su una piastrina (110) di materiale semiconduttore, in cui il transistore MOS (105) comprende:1. An integrated device (100) comprising at least one MOS transistor (105) integrated on a chip (110) of semiconductor material, wherein the MOS transistor (105) comprises: una pluralit? di celle (135,150) ciascuna comprendente:a plurality? of cells (135,150) each comprising: una regione di source (135) di materiale semiconduttore, un elemento di gate (150) di materiale elettricamente conduttivo, e uno strato isolante di gate (145) di materiale elettricamente isolante che isola l'elemento di gate (150) dal materiale semiconduttore della piastrina (110),a source region (135) of semiconductor material, a gate element (150) of electrically conductive material, and a gate insulating layer (145) of electrically insulating material which insulates the gate element (150) from the semiconductor material of the plate (110), un contatto di source (165) accoppiato con le regioni di source (135), un contatto di gate (170) accoppiato con gli elementi gate (150),a source contact (165) coupled with the source regions (135), a gate contact (170) coupled with the gate elements (150), in cui una o pi? celle selezionate delle celle (135,150) ciascuna comprende:in which one or more selected cells of cells (135,150) each includes: una struttura di disabilitazione (175,180) interposta tra una porzione di gate accoppiata (150c) dell'elemento di gate (150) accoppiata con il contatto di gate (170) e una porzione di gate disaccoppiata (150u) dell'elemento di gate (150) disaccoppiata dal contatto di gate (170), la struttura di disabilitazione (175,180) avendo una tensione di intervento maggiore di una tensione di soglia del transistore MOS (105) ed essendo configurata:a disabling structure (175,180) interposed between a coupled gate portion (150c) of the gate element (150) coupled with the gate contact (170) and a decoupled gate portion (150u) of the gate element (150 ) decoupled from the gate contact (170), the disabling structure (175,180) having a tripping voltage greater than a threshold voltage of the MOS transistor (105) and being configured: per essere in una condizione non-conduttiva quando il transistore MOS (105) ? acceso in risposta a una tensione di controllo applicata tra il contatto di gate (165) e il contatto di source (170) compresa tra la tensione di soglia e la tensione di intervento, oto be in a non-conductive condition when the MOS transistor (105) is turned on in response to a control voltage applied between the gate contact (165) and the source contact (170) between the threshold voltage and the trip voltage, or per essere in una condizione conduttiva altrimenti.to be in a conductive condition otherwise. 2. Il dispositivo integrato (100) secondo la rivendicazione 1, in cui in ciascuna delle celle selezionate (135,150) la struttura di disabilitazione (175,180) comprende un diodo (Dp1, Dp3) avente una tensione di rottura inversa che definisce la tensione di intervento, il diodo (Dp1,Dp3) essendo configurato per essere polarizzato inversamente quando il transistore MOS (105) ? acceso e per essere polarizzato direttamente quando il transistore MOS (105) ? spento.The integrated device (100) according to claim 1, wherein in each of the selected cells (135,150) the disabling structure (175,180) comprises a diode (Dp1, Dp3) having a reverse breakdown voltage which defines the tripping voltage , the diode (Dp1,Dp3) being configured to be reverse biased when the MOS transistor (105) ? on and to be forward biased when the MOS transistor (105) ? worn out. 3. Il dispositivo integrato (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la piastrina (110) ? di un primo tipo di conduttivit? e ha una superficie principale (125f), il transistore MOS (105) comprendendo:3. The integrated device (100) according to claim 1 or 2, wherein the chip (110) is of a first type of conductivity? and has a main surface (125f), the MOS transistor (105) comprising: almeno una regione di body (130) di un secondo tipo di conduttivit? che si estende dalla superficie principale (125f) nella piastrina (110),at least one body region (130) of a second conductivity type? extending from the main surface (125f) into the die (110), ciascuna delle celle (135,150) comprendendo:each of the cells (135,150) comprising: la regione di source (135) del primo tipo di conduttivit? che si estende dalla superficie principale (125f) nella regione di body (130),the source region (135) of the first type of conductivity? extending from the main surface (125f) into the body region (130), una trincea di gate (140) che si estende dalla superficie principale (125f) nella regione di body (130) e nel materiale semiconduttore della piastrina (110), lo strato isolante di gate (145) che riveste la trincea di gate (140), e l'elemento di gate (150) che riempie la trincea di gate (140) rivestita con lo strato isolante di gate (145).a gate trench (140) extending from the main surface (125f) into the body region (130) and into the semiconductor material of the chip (110), the gate insulating layer (145) coating the gate trench (140) , and the gate (150) filling the gate trench (140) lined with the gate insulating layer (145). 4. Il dispositivo integrato (100) secondo la rivendicazione 3, in cui la piastrina (110) ha un'ulteriore superficie principale (125b) opposta alla superficie principale (125f), il transistore MOS (105) comprendendo:4. The integrated device (100) according to claim 3, wherein the chip (110) has a further main surface (125b) opposite the main surface (125f), the MOS transistor (105) comprising: una regione di drain (115) del primo tipo di conduttivit? che si estende dall'ulteriore superficie principale (125b) nella piastrina (110).a drain region (115) of the first type of conductivity? extending from the further major surface (125b) into the chip (110). 5. Il dispositivo integrato (100) secondo la rivendicazione 3 o 4 quando dipendente dalla rivendicazione 2, in cui in ciascuna delle celle selezionate (135,150) l'elemento di gate (150) comprende:5. The integrated device (100) according to claim 3 or 4 when dependent on claim 2, wherein in each of the selected cells (135,150) the gate element (150) comprises: la porzione di gate accoppiata (150c) di materiale semiconduttore di un tipo di conduttivit? di gate, consistente di uno tra il primo tipo di conduttivit? o il secondo tipo di conduttivit?,the coupled gate portion (150c) of semiconductor material of a conductivity type? gate, consisting of one of the first type of conductivity? or the second type of conductivity?, la porzione di gate disaccoppiata (150u) di materiale semiconduttore del tipo di conduttivit? di gate,the decoupled gate portion (150u) of semiconductor material of the type of conductivity? of gate, e la struttura di disabilitazione (175,180) comprende:and the disabling structure (175,180) includes: una regione di separazione (175) di materiale semiconduttore di un tipo di conduttivit? di separazione opposto al tipo di conduttivit? di gate che separa la porzione di gate accoppiata (150c) dalla porzione di gate disaccoppiata (150u), la regione di separazione (175) e la porzione di gate accoppiata ( 150c) definendo il diodo (Dp1, Dp3) e la regione di separazione (175) e la porzione di gate disaccoppiata (150u) definendo un ulteriore diodo (Dd1, Dd3) connesso in anti-serie con il diodo (Dp1, Dp3), ea separation region (175) of semiconductor material of a conductivity type? of separation opposite to the type of conductivity? separating the coupled gate portion (150c) from the decoupled gate portion (150u), the separation region (175) and the coupled gate portion (150c) defining the diode (Dp1, Dp3) and the separation region (175) and the decoupled gate portion (150u) defining a further diode (Dd1, Dd3) connected in anti-series with the diode (Dp1, Dp3), and un elemento di ponte (180) di materiale elettricamente conduttivo connesso tra la regione di separazione (175) e la porzione di gate disaccoppiata (150u), l'elemento di ponte (180) cortocircuitando l'ulteriore diodo (Dd1, Dd3).a bridge element (180) of electrically conductive material connected between the separation region (175) and the decoupled gate portion (150u), the bridge element (180) short-circuiting the further diode (Dd1, Dd3). 6. Il dispositivo integrato (100) secondo la rivendicazione 5, in cui in ciascuna delle celle selezionate (135,150) la porzione di gate accoppiata (150c), la porzione di gate disaccoppiata (150u) e la regione di separazione (175) riempiono corrispondenti porzioni della trincea di gate (140) che si estendono dalla superficie principale (125f) allo strato isolante di gate (145).The integrated device (100) according to claim 5, wherein in each of the selected cells (135,150) the coupled gate portion (150c), the decoupled gate portion (150u) and the separation region (175) fill corresponding portions of the gate trench (140) extending from the main surface (125f) to the gate insulating layer (145). 7. Il dispositivo integrato (100) secondo la rivendicazione 6, in cui in ciascuna delle celle selezionate (135,150) l'elemento di ponte (180) comprende:The integrated device (100) according to claim 6, wherein in each of the selected cells (135,150) the bridge element (180) comprises: una trincea di ponte (365) che si estende dalla superficie principale (125f) nella regione di separazione (170) e nella porzione di gate disaccoppiata (150u), e una presa di ponte (385) di materiale elettricamente conduttivo che riempie la trincea di ponte (365).a bridge trench (365) extending from the main surface (125f) into the separation region (170) and the decoupled gate portion (150u), and a bridge plug (385) of electrically conductive material which fills the trench with bridge (365). 8. Un sistema (400) comprendente almeno un dispositivo integrato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7.8. A system (400) comprising at least one integrated device (100) according to any one of claims 1 to 7. 9. Un processo per fabbricare un dispositivo integrato (100) comprendente almeno un transistore MOS (105) integrato su una piastrina (110) di materiale semiconduttore, in cui il processo comprende:9. A process for manufacturing an integrated device (100) comprising at least one MOS transistor (105) integrated on a chip (110) of semiconductor material, wherein the process comprises: formare una pluralit? di celle (135,150), per ciascuna delle celle (135,150) il processo comprendendo:form a plurality of cells (135,150), for each of the cells (135,150) the process comprising: formare una regione di source (135) di materiale semiconduttore, formare un elemento di gate (150) di materiale elettricamente conduttivo, eforming a source region (135) of semiconductor material, forming a gate (150) of electrically conductive material, and formare uno strato isolante di gate (145) di materiale elettricamente isolante che isola l'elemento di gate (150) dal materiale semiconduttore della piastrina (110),forming a gate insulating layer (145) of electrically insulating material which insulates the gate element (150) from the semiconductor material of the chip (110), formare un contatto di source (165) accoppiato con le regioni di source (135), formare un contatto di gate (170) accoppiato con gli elementi gate (150), in cui per ciascuna di una o pi? celle selezionate delle celle (135,150) il processo comprende: forming a source contact (165) coupled with the source regions (135), forming a gate contact (170) coupled with the gate elements (150), wherein for each of one or more? selected cells of cells (135,150) the process includes: formare una struttura di disabilitazione (175,180) interposta tra una porzione di gate accoppiata (150c) dell'elemento di gate (150) accoppiata con il contatto di gate (170) e una porzione di gate disaccoppiata (150u) dell'elemento di gate (150) disaccoppiata dal contatto di gate ( 170), la struttura di disabilitazione (175,180) avendo una tensione di intervento maggiore di una tensione di soglia del transistore MOS (105) ed essendo configurata per essere in una condizione non-conduttiva quando il transistore MOS (105) ? acceso in risposta a una tensione di controllo applicata tra il contatto di gate (165) e il contatto di source (170) compresa tra la tensione di soglia e la tensione di intervento, o per essere in una condizione conduttiva altrimenti.forming a disabling structure (175,180) interposed between a coupled gate portion (150c) of the gate element (150) coupled with the gate contact (170) and a decoupled gate portion (150u) of the gate element ( 150) decoupled from the gate contact (170), the disabling structure (175,180) having a tripping voltage greater than a threshold voltage of the MOS transistor (105) and being configured to be in a non-conductive condition when the MOS transistor (105) ? turned on in response to a control voltage applied between the gate contact (165) and the source contact (170) between the threshold voltage and the trip voltage, or to be in a conductive condition otherwise. 10. Il processo secondo la rivendicazione 9, in cui la piastrina (110) ? di un primo tipo di conduttivit? e ha una superficie principale (125f), il processo comprendendo:10. The process according to claim 9, wherein the chip (110) is of a first type of conductivity? and has a principal area (125f), the process comprising: formare una regione di body (130) di un secondo tipo di conduttivit? che si estende dalla superficie principale (125f) nella piastrina (110),form a body region (130) of a second type of conductivity? extending from the main surface (125f) into the die (110), per ciascuna delle celle (135,150) il processo comprendendo:for each of the cells (135,150) the process including: formare la regione di source (135) del primo tipo di conduttivit? che si estende dalla superficie principale (125f) nella regione di body (130), formare una trincea di gate (140) che si estende dalla superficie principale (125f) nella regione di body (130) e nel materiale semiconduttore della piastrina (110),form the source region (135) of the first type of conductivity? extending from the main surface (125f) into the body region (130), forming a gate trench (140) extending from the main surface (125f) into the body region (130) and into the semiconductor material of the chip (110) , formare lo strato isolante di gate (145) che riveste la trincea di gate (140), eforming the gate insulating layer (145) which lines the gate trench (140), e formare l'elemento di gate (150) che riempie la trincea di gate (140) rivestita con lo strato isolante di gate (145).forming the gate (150) which fills the gate trench (140) lined with the gate insulating layer (145). 11. Il processo secondo la rivendicazione 10, in cui per l'elemento di gate (150) di ciascuna delle celle selezionate (135,150) il processo comprende:The process according to claim 10, wherein for the gate element (150) of each of the selected cells (135,150) the process comprises: formare l'elemento di gate (150) di materiale semiconduttore di un tipo di conduttivit? di gate, consistente di uno tra il primo tipo di conduttivit? o il secondo tipo di conduttivit?,form the gate element (150) of semiconductor material of a conductivity type? gate, consisting of one of the first type of conductivity? or the second type of conductivity?, formare una trincea di separazione (365) che si estende dalla superficie principale (125f) nella regione di gate (150), la trincea di separazione (365) separando l'elemento di gate (150) nelle porzione di gate accoppiata (150c) e porzione di gate disaccoppiata (150u),forming a separation trench (365) extending from the main surface (125f) into the gate region (150), the separation trench (365) separating the gate element (150) into the mating gate portion (150c), and decoupled gate portion (150u), riempire la trincea di separazione (365) con una regione di separazione (175) di un tipo di conduttivit? di separazione opposta al tipo di conduttivit? di gate, la regione di separazione (175) e la porzione di gate accoppiata (150c) definendo un diodo (Dp1,Dp3), avente una tensione di rottura inversa che definisce la tensione di intervento, e la regione di separazione (175) e la porzione di gate disaccoppiata (150u) definendo un ulteriore diodo (Dd1,Dd3) collegato in anti-serie con il diodo (Dp1, Dp3), efill the separation trench (365) with a separation region (175) of a conductivity type? of separation opposite to the type of conductivity? gate, the separation region (175) and the coupled gate portion (150c) defining a diode (Dp1, Dp3), having a reverse breakdown voltage which defines the pick-up voltage, and the separation region (175) and the decoupled gate portion (150u) defining a further diode (Dd1,Dd3) connected in anti-series with the diode (Dp1, Dp3), and formare un elemento di ponte (180) di materiale elettricamente conduttivo connesso tra la regione di separazione (175) e la porzione di gate disaccoppiata (150u), l'elemento di ponte (180) cortocircuitando l'ulteriore diodo (Dd1, Dd3). forming a bridge element (180) of electrically conductive material connected between the separation region (175) and the decoupled gate portion (150u), the bridge element (180) short-circuiting the further diode (Dd1, Dd3).
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